GMP模型

2023-11-29 10:54:34

GMP

G：goroutine 协程
P：processor 处理器
M：thread 内核线程
全局队列：存放等待运行的G
P的本地队列：
1.存放等待运行的G
2.数量限制（不超过256G）
3.优先将创建的G放在P的本地队列中，如果满了会放在全局队列中
P列表
1.程序启动时创建
2.最多有GOMAXPROCS个（可配置）
M列表(内核线程)：当前操作系统分配到当前Go程序的内核线程数
P和M的数量
1. P的数量:程序同一时刻同时执行的G数量
  1）环境变量$GOMAXPROCS
  2) 在程序中通过runtime.GOMAXPROCS设置
2. M数量(动态的)
  1）GO语言本身是限定M的最大量是10000(忽略)
  2）runtime/debug包中的SetMaxThreads函数来设置
  3) 如果有一个M阻塞，会创建一个新的M；如果有空闲M，就会回收或睡眠

设计策略

复用线程
利用并行
抢占
全局G队列

复用线程

避免频繁的创建、销毁线程，而是对线程的利用。

work stealing机制(工作窃取)

M2线程空闲，它会窃取M1中P队列的G来执行

hand off机制(分手)

1.G1阻塞(chan阻塞等)

2.创建/唤醒一个thread(M3),将阻塞的M1和P分离,将P移置到M3线程中执行

利用并行

GOMAXPROCS设置P的数量，最多有GOMAXPROCS个线程分布在多个CPU上同时运行

抢占

在coroutine中要等待一个协程主动让出CPU才执行下一个协程；
在Go中，一个goroutine最多占用CPU 10ms,防止其他goroutine被"饿死"

全局G队列

当M执行work stealing从其他P偷不到G时，它可以从全局G队列获取G。

空闲的P会优先去其它P的本地队列窃取，其次去全局队列窃取，窃取前要加锁

go func()内部过程

1.通过go func()来创建一个goroutine;
2.有两个存储G的队列，一个是局部调度器P的本地队列、一个是全局G队列。新创建的G会先保存在P的本地队列中，如果P的本地队列已经满了就会保存在全局的队列中；
3.G只能运行在M中，一个M必须持有一个P，M与P是1：1的关系。M会从P的本地队列弹出一个可执行状态的G来执行，如果P的本地队列为空，就会想其他的MP组合偷取一个可执行的G来执行；
4.一个M调度G执行的过程是一个循环机制；
5.当M执行一个G时候如果发生了syscall或阻塞操作，M会阻塞，如果当前有一些G在执行，runtime会把这个线程M从P中摘除(detach),然后再创建一个新的操作系统线程(如果有空闲的线程可用就复用空闲线程)来服务于这个P；

调度器生命周期

M0

1.启动程序后的编号为0的主线程
2.在全局变量runtime.m0中，不需要在heap上分配
3.负责执行初始化操作和启动第一个G
4.启动第一个G之后，M0就和其他的M一样了

G0

1.每次启动一个M，都会第一个创建的gourtine,就是G0
2.G0仅用于负责高度调度G的
3.G0不执行任何函数
4.每个M都会有一个自己的G0
5.在调度或系统调用时会使用M切换到G0，来调度
6.M0的G0存放在全局空间

GMP调试(go tool trace )

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"runtime/trace"
)

func main() {
	f, err := os.Create("trace.out")
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer f.Close()

	err = trace.Start(f)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer trace.Stop()
	// Your program here
	fmt.Println("Hello GMP")
}

码农公寓

GMP